زيادة المتانة إلى أقصى حد مع ألواح كربيد السيليكون

كربيد السيليكون هو مادة شديدة الصلابة والمتانة تتميز بالعديد من الخصائص المفيدة، بما في ذلك المقاومة الممتازة للتآكل والتآكل والأكسدة، ومعدلات التمدد الحراري المنخفضة ونسبة قوة إلى وزن عالية.

تُستخدم هذه المواد غالباً كدروع واقية للبدن أو ألواح واقية للبدن توفر الحماية من التهديدات الباليستية مثل الرصاص والشظايا مع توفير الحماية من التهديدات الكيميائية.

الصلابة القصوى

يُصنَّف كربيد السيليكون كواحد من أصلب ثلاث مواد على الأرض، بعد الماس ونتريد البورون المكعب (CBN). وهذا يجعلها واحدة من أكثر المواد الصناعية متانة.

ونظرًا لمقاومته لدرجات الحرارة المرتفعة ومعدلات التمدد الحراري المنخفضة والتفاعل الكيميائي، يعتبر الألومنيوم مثاليًا للعديد من التطبيقات. ويمكن أن يتم الإنتاج باستخدام عمليات مختلفة بما في ذلك الكبس الساخن أو الكبس بالكبس الساخن أو التلبيد بالتفاعل أو الكبس المتساوي الحرارة (HIP).

ونظراً لصلابته وصلابته وتوصيله الحراري الفائق، أصبح الياقوت مادة مرآة شائعة بشكل متزايد للتلسكوبات الفلكية. وعلاوة على ذلك، فإن معدلات تمدده الحراري المنخفضة تجعله مناسبًا للأنظمة الفرعية للمركبات الفضائية التي تحتاج إلى مكونات متينة حتى في الظروف القاسية.

خفيف الوزن

تُعد ألواح كربيد السيليكون من بين أخف المواد المدرعة التي توفر أقصى قدر من الحماية دون إضافة الكثير من الوزن الذي قد يتعارض مع الحركة والراحة. وعلاوةً على ذلك، فإن هذه المادة المقاومة كيميائياً تقاوم الصدمات المتكررة دون أن تتعرض للخطر أو التلف بمرور الوقت.

تُعد ألواح كربيد السيليكون جزءًا لا يتجزأ من الدروع الواقية والحواجز التي يستخدمها ضباط إنفاذ القانون في المواقف شديدة الخطورة مثل عمليات إنقاذ الرهائن ومكافحة الشغب، بالإضافة إلى استخدامها في المركبات العسكرية كمكونات دروع لحماية أفراد طاقمها من نيران الأسلحة والشظايا.

يمكن تعزيز صلابة كربيد السيليكون والحماية من التهديدات المتعددة بشكل أكبر عند استخدامه مع مواد مثل كربيد البورون أو كيفلر (مثل كيفلر). توفر هذه التوليفات عادةً أفضل ما في العالمين - صلابة لا مثيل لها من كربيد السيليكون مع كفاءة التكلفة وتوفير الوزن للسيراميك منخفض الكثافة من الألومينا مثل السيراميك منخفض الكثافة. تشمل طرق الإنتاج عمليات الكبس الساخن أو الكبس المتساوي التثبيت أو عمليات التلبيد التفاعلي.

الحماية من التهديدات المتعددة

تُعد ألواح كربيد السيليكون جزءًا لا يتجزأ من الدروع الواقية للبدن، حيث توفر مقاومة فائقة لمختلف التهديدات مثل المقذوفات والشظايا وكذلك العوامل الكيميائية.

كما أنها تتميز بثبات حراري فائق، حيث تتحمل درجات الحرارة القصوى دون أن تتدهور في الأداء أو الجودة. وعلاوة على ذلك، تتميز هذه الحصائر بمعدلات تمدد حراري منخفضة وخصائص مقاومة قوية للمواد الكيميائية والأكسدة.

يُعد كربيد السيليكون مادة مثالية للتطبيقات التي تتطلب متانة طويلة الأمد، كما هو الحال في الأفران أو تطبيقات التصنيع الصناعي التي تتطلب ذلك. ويستخدمه صهر الحديد والصلب كحماية من تآكل الآلات، بينما يمكن أيضًا دمجه في البوتقات التي يجب أن تتحمل الإجهاد الميكانيكي الشديد.

تُعد ألواح كربيد السيليكون خيارًا ممتازًا من السيراميك، حيث توفر حماية شديدة الصلابة وخفيفة الوزن في الوقت ذاته للدروع والألواح الباليستية. وباعتباره خيارًا دفاعيًا ممتازًا متعدد التهديدات مع متانة فائقة وفعالية من حيث التكلفة، فإن كربيد السيليكون يوفر بدائل رائعة لأكسيد الألومنيوم (Al2O3) وكربيد البورون (B4C).

مقاومة المواد الكيميائية

توفر ألواح كربيد السيليكون مقاومة كيميائية كبيرة تجعلها لا تقدر بثمن في التطبيقات التي يجب أن تتحمل فيها المكونات المواد الكيميائية العدوانية. إن كربيد السيليكون غير سام وخامل، مما يعني أنه لن يتفاعل حتى مع أقسى العمليات الصناعية - وهذا يضمن استمرار عمل المكونات بكفاءة لفترة أطول.

إن مجموعة الفوائد التي يتمتع بها كربيد السيليكون تجعله خيارًا ممتازًا للتطبيقات الدفاعية حيث تكون المتانة هي الشاغل الرئيسي، بما في ذلك أنظمة الدروع الواقية للدبابات وناقلات الجنود المدرعة، مما يوفر الحماية من الرصاص والشظايا والتهديدات الباليستية الأخرى دون زيادة الوزن بشكل كبير. علاوةً على ذلك، يمكن أيضًا استخدام كربيد السيليكون من قبل وكالات إنفاذ القانون وفرق الأمن أثناء المواقف شديدة الخطورة لبناء الدروع والحواجز كدروع أو حواجز؛ حيث تتنافس متغيرات كربيد البورون المرتبط بالتفاعل بشكل جيد ضد تهديدات الرصاصات المضادة للدروع المصنوعة من الصلب بسبب مقارنة الأداء بالوزن.